基于博世力士樂MSS系統的“工學結合”課程開發研究

摘要：本文介紹了德國博世力士樂公司標準的機電一體化教學培訓裝置MSS的構成及特點，著重闡述了基于該系統的高職“工學結合”課程開發研究，該系統對培養學生的團隊協作能力、職業能力、自主學習能力和職業素養有積極的作用，對其它“工學結合”課程的設計和實施具有一定的借鑒和參考價值。

關鍵詞：工學結合MSS系統項目教學

“工學結合”人才培養模式是一種將學習與工作結合在一起的教育模式，它以職業為導向，利用學校內、外不同的教育環境和資源，把學校教育和校外工作有機結合，貫穿于學生的培養過程之中。“工學結合”人才培養模式中最重要就是課程的開發，“工學結合”課程要能夠為學生提供一個理論嵌入實際的綜合性工作任務和工作過程，使學生不但能學習專業知識和技能，而且能通過經歷工作過程獲得職業意識和方法，通過合作學習學會交流與溝通并最終形成綜合職業能力。工學結合課程的本質特征是：學習的內容是工作，通過工作實現學習。工學結合課程開發涉及到教學模式、教學條件、教學實施、考核與評價等各個環節。

1.教學模式

為符合高等職業教育的特點，學校積極探索圍繞“引產入教、四層次、四階段”的人才培養模式改革。“引產入教”指的是對德國博世力士樂公司及其他校外合作企業的典型機電一體化產品進行結構和原理分析，依據復雜程度的不同納入到不同的學習領域，作為學習情境設計載體，以工作過程為導向，遞進重構課程的知識和技能體系，實現不同層次的能力培養；“四層次”指的是將專業人才的主要技能確定為由低到高的四個能力遞進層次，初級階段主要強化文化基礎，中級階段強調職業基礎知識和職業基本素養的培養，高級階段以培養職業技能為重點，兼顧職業拓展和學生個性發展的需要，課程以“教學做一體化”的項目式教學為主，終極階段工學結合，通過職業實踐提升學生綜合職業能力；“四階段”指的是將整個人才培養過程劃分為四個階段，校企交替完成教學。

“引產入教、四層次、四階段”的人才培養模式依據職業成長規律，打破原有的學科體系，既強調應用又重視基礎，體現新知識、新技能、新工藝和新方法，貼近生產實際。在這種人才培養模式的改革中，最關鍵的就是開發“工學結合”課程，構建了高等職業教育特色鮮明的“工學結合”的項目式課程體系。

2.教學條件

德國博世力士樂公司的標準的機電一體化教學培訓裝置 （Mechatronics Standard System，MSS） 通過PLC控制模擬工廠真實裝配流水線，由料倉工作站、檢測工作站、加工工作站和倉庫工作站四個工作站組成。每個工作站包含一個或者多個模塊，這些模塊組合在安裝平臺上，工作站配備有用于控制模塊的機械、電子和電器的接口。工作站可以方便連接或拆分開來，通過工作站的組合可以完成不同的培訓項目，模擬實際的工業系統生產過程。

四個獨立的工作站以PLC技術為核心，融合氣動、傳感器、PLC、機械控制和總線等技術，涵蓋了機電一體化技術專業多門核心課程，如：PLC原理及應用、傳感器與檢測技術、液壓與氣壓傳動等課程。該系統不僅可以進行單科知識的學習和實踐，還可以進行機電一體化系統的綜合訓練，完美地實現了“理實一體化”。

3.教學實施

“工學結合”課程應以就業為導向，能力為本位，依據崗位的工作任務對職業能力和知識的要求確定課程的教學目標。確定了教學目標之后，再對課程教學內容進行甄選，合理歸類知識點，設計出獨立的教學項目和工作任務。通過“項目驅動+任務引領”的教學方法，將教、學、做結合，實施“理實一體化”教學方案，最終達到預期的教學目標。項目驅動教學法以一個具體的項目為主體，在教學過程中把相關的知識點融入到項目的各個環節中去。任務引領教學法則是把教學內容隱含在每個具體的任務之中，讓學生在教師的指導下，通過完成一個或多個任務來逐步掌握知識和技能。

下面以基于德國博世力士樂MSS系統的“工學結合”課程《PLC原理及應用》為例來說明教學實施方法。

《PLC原理及應用》是機電一體化技術專業的核心課程，通過課程的學習，使學生掌握PLC原理及在機電一體化設備中的應用，培養學生使用PLC改造、維護和管理自動化生產線的基本能力。機電一體化技術專業的主要工作崗位有：機電一體化設備的安裝調試維修工、PLC系統設計、改造及維護技術員等。根據典型崗位工作任務，對完成典型崗位工作任務所需知識、能力、技能、素質等要素進行科學合理的序化后，采用項目化的結構，對所從事的工作及所生產的產品，構建學習情境，設計教學項目。《PLC原理及應用》課程共有4個學習情境，下表列出了學習情境三及其4個教學項目。

學習情境三PLC順序控制設計法的應用項目1 PRA 沖壓模塊的PLC控制項目2 無桿氣缸定位的PLC控制項目3 移動夾爪的PLC控制項目4 沖壓裝置雙手安全操作回路的PLC控制1學時：161.學習目標：知識目標1> 了解順序控制單序列結構、選擇序列結構、并行序列結構的基本指令和編程方法技能目標1> 能夠根據工作任務制定詳細工作計劃，列出各小組成員的任務以及完成時間節點

> 掌握順序控制設計方法，能夠編寫簡單的順序控制程序2.教學實施：采用六步教學法、示范教學法等教學法工作過程1工作任務1教學組織資訊1分析工作任務；了解順序控制單序列結構、選擇序列結構、并行序列結構的基本指令和編程方法。1在多媒體教室介紹順序控制單序列結構、選擇序列結構、并行序列結構的基本指令和編程方法，布置工作任務，向學生提供引導材料，并協助學生自愿分組，提出資訊建議，提供獲取資訊的方法與途徑信息。決策1以小組為單位展開討論，學生自主確定控制方案并檢查；資料查閱與準備； 明確工作效果預期。1聽取學生的控制方案，提出可行性方面的質疑，提供指導意見。計劃1制定設計流程，畫出順序功能圖，完成部硬件接線圖、編制梯形圖1監督學生完成設計流程。實施1PLC接線、程序輸入及調試；按要求整理實訓報告 1關注硬件電路的設計，程序的編制，控制工作進度。檢查1查看PLC硬件電路接線和程序1提供規范化技術文檔范例，供學生參考。評估1對完成工作任務的表現進行自評和互評1組織各小組進行總結、考核及評估；教師做出最后評價。3.對象：PLC4.教學工具：標準的機電一體化教學培訓裝置MSS、電腦、多媒體課件等5.教學重點：順序控制單序列結構、選擇序列結構、并行序列結構的編程方法

4.考核與評價

“工學結合”課程的實施過程中，教學內容和教學活動更加豐富，

考核與評價工作也更加困難。傳統的課程考核僅僅是簡單的依據期末理論試卷考試給出成績，而“工學結合”課程的考核與評價則應該重視對平時學習過程的監測，依據學生知識學習與能力訓練的綜合情況，以職業能力為標準，以項目的完成情況為重點，考核學生實踐能力的掌握，并將學生自評、互評與教師評價相結合，綜合考核學生的團隊協作能力、職業能力、自主學習能力和職業素養，更全面、客觀、準確地評定學生的課程學業成績。

5.結束語

筆者所在的高職院校與德國博世力士樂公司校企合作，共建“現代傳動與控制技術實驗實訓中心”，中心配備德國博世力士樂公司先進的標準的機電一體化教學培訓裝置MSS（Mechatronics Standard System）等先進設備，并引進其完善的職業教育培訓體系和嚴格的評估評價標準。我校以此為契機，深化人才培養模式、課程體系、師資隊伍、校企合作、評價模式等多方面的改革，促進“工學結合”課程改革上一新臺階。

參考文獻：

[1]用于MSS 系統的培訓和實踐練習（中文）（1冊）.博世力士樂公司.

[2]趙志群.職業教育工學結合課程的兩個基本特征.教育與職業，2007，（30）.

課題項目：湖北省職教研究中心2012-2013年職業教育科學研究課題《基于德國博世力士樂公司的工學結合課程的有效性研究》。